La isocitrato deshidrogenasa 2 (IDH2) se localiza en la matriz mitocondrial. La IDH2 actúa en el ciclo de Krebs directo como una enzima que consume NADP, proporcionando NADPH para el mantenimiento de los sistemas de glutatión reducido y peroxiredoxina y para el automantenimiento mediante la reactivación de la IDH2 inactivada por cistina por la glutaredoxina 2. En células con un alto nivel de respiración, la acumulación de NAD resultante induce la desacetilación activadora de la IDH2 mediada por la sirtuina-3, aumentando así su función protectora. La carboxilación reductora de 2-oxoglutarato por IDH2 (en la dirección inversa del ciclo de Krebs), que consume NADPH, puede seguir a la glutaminolisis de glutamina a 2-oxoglutarato en las células cancerosas. Cuando se añaden la reacción de aconitasa inversa y el eflujo de citrato, este modo global de glutaminolisis "anóxica" puede ayudar a los tumores altamente malignos a sobrevivir a la aglicemia durante la hipoxia. La glucólisis intermitente sería hipotéticamente necesaria para proporcionar ATP. Cuando la fosforilación oxidativa está inactiva, este modo provoca un estrés oxidativo sustancial. Los mutantes Arg172 del IDH2 humano -que se encuentran con frecuencia con mutantes similares del IDH1 citosólico en gliomas de grado 2 y 3, glioblastomas secundarios y leucemia mieloide aguda- catalizan la carboxilación reductora del 2-oxoglutarato y la reducción a d-2-hidroxiglutarato, lo que refuerza el fenotipo neoplásico mediante la inhibición competitiva de la desmetilación de histonas y la hidroxilación de 5-metilcitosina, dando lugar a alteraciones de la metilación de histonas y ADN en todo el genoma. El d-2-hidroxiglutarato también interfiere con la hidroxilación de la prolina y, por tanto, puede estabilizar el factor α inducido por la hipoxia.